1. Вибір основних параметрів вагона
Визначення оптимальних параметрів конструкції вагона являється першим етапом при проектуванні, тому саме вірний вибір основних геометричних параметрів вагона впливає на основні показники: тару вагона, об’єм кузова, вантажопідйомність, середнє статичне навантаження, середнє динамічне навантаження, середнє погонне навантаження, середній навантажувальний коефіцієнт тари та середнє фактичне навантаження на вісь брутто.
1.1 Розрахункова схема вагона і визначення параметрів вагона по довжині
Керуючись досвідом конструкторів, при проектуванні вагон-цистерн вибираю схему вагона у якого відстань по горизонталі між полюсом днища і торцем кінцевої балки рами ∆3 = 0,015м; схематична модель проектного вагону зображена на рисунку 1.1
Рисунок 1.1 – Розрахункова схема вагон-цистерни
Довжина вагон-цистерни по осям зчеплення автозчепів визначається за наступною формулою:
, (1.1)
де - норма осьового навантаження; - кількість осей; - норма погонного навантаження.
Довжина рами вагон-цистерни розраховується за формулою:
, (1.2)
де - виліт автозчепу.
Мінімально допустима внутрішня довжина котла вагон-цистерни розраховується за наступною формулою:
, (1.3)
де - відстань між зовнішньою лінією горизонтальної проекції торцевої стіни і торцем кінцевої балки рами.
Мінімально можливий виліт днища визначається з виразу:
, (1.4)
де - ширина габариту;
- максимально можливе огородження на півширини кузова;
- коефіцієнт вильоту днища.
максимально допустима база вагон-цистерни буде обчислюватись за формулою:
, (1.5)
де - номінальний діаметр колеса за вершинами гребнів;
- база двохосьового візка;
- база чотиривісного візка;
- відстань по горизонталі між гребнем зовнішнього колеса і торцем кінцевої балки рами.
Мінімальна допустима база вагон-цистерни визначається з наступного виразу:
, (1.6)
Для визначення оптимального значення бази та відповідного їй оптимального значення обмеження радіусу циліндричної частини котла вагон-цистерни Еопт використовуємо програму GABARIT, в якій виконується розрахунок для десяти груп з рівним інтервалом розрахункового діапазону в одинадцять значень, при умові поступового збільшення мінімальної бази проектного вагона 2lmin на певний крок. В таблиці 1.1 наведені вхідні дані для розрахунку на ПК.
Результат розрахунку, графіки визначення оптимального значення баз вагона та оптимального обмеження Еопт наведений в додатку А.
Радіус циліндричної частини котла визначається за формулою:
, (1.7)
де В0 – напівширина габариту;
Еопт - оптимальне значення обмеження радіусу циліндричної частини котла;
- технологічний допуск на ширину кузова;
- висота виступаючих частин відносно внутрішньої лінії горизонтальної прекції обшивки в і-му поперечному перетині.
Результат розрахунку основних параметрів вагону зводжу до таблиці 1.2
Таблиця 1.1 – Вхідні дані для розрахунку в програмі GABARIT
Показник Величина або найменування Розмірність
Мінімальна допустима база вагон-цистерни
3,66 м
Максимально допустима база вагон-цистерни
4,024 м
Довжина рами вагон-цистерни
7,02 м Габарит 1-Т -
База двохосьового візка
1,85 м
База чотиривісного візка
3,2 м
Горизонтальне поперечне зміщення кузова відносно колісної пари
3+28=31 мм
Таблиця 1.2 – Результати розрахунку параметрів вагон-цистерни
Параметр,
розмірність
Варіант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
, м
3,66
3,66 3,66 3,66 3,66 3,66 3,66 3,66 3,66 3,66
, м
4,024
5,024
6,024
7,024
8,024
9,024
10,024
11,024
12,024
13,024
, м
4,024
5,024
6,024
7,024
8,024
9,024
10,024
11,024
12,024
13,024
, м
6,46
7,46
8,46
9,46
10,46
11,46
12,46
13,46
14,46
15,46
, м
7,02
8,02
9,02
10,02
11,02
12,02
13,02
14,02
15,02
16,02
, м
8,24
9,24 10,24 11,24 12,24 13,24 14,24 15,24 16,24 17,24
, мм
1560
1570
1570
1573
1580
1581
1583
1584
1590
1590
Еопт, мм 89,93 82,28 72,16 73,51 70,76 68,63 66,92 65,52 64,35 63,37
1.2 Визначення внутрішньої ширини вагона
Радіус циліндричної частини котла (показаний на рисунку 2.1) визначається за формулою:
, (1.7)
де В0 – напівширина габариту;
Еопт - оптимальне значення обмеження радіусу циліндричної частини котла;
- технологічний допуск на ширину кузова;
- висота виступаючих частин відносно внутрішньої лінії горизонтальної проекції обшивки в і-му поперечному перетині.
Рисунок 1.2
Величини обмежень , та (поперечних зміщень вагон-цистерни при вписуванні в криву розрахункового радіуса з урахуванням найбільш допустимих розбігів і зношень деталей його ходових частин), визначаються по формулам
- обмеження направляючих поперечних перетинів вагон-цистерни:
, (1.8)
внутрішнє обмеження поперечних перетинів вагон-цистерни, розташованих між його направляючими перетинами:
, (1.9)
зовнішнє обмеження поперечних перетинів вагон-цистерни, розташованих зовні його направляючих перетинів:
, (1.10)
де - максимальна ширина колії в кривій розрахункового радіусу;
- мінімальна відстань зовнішніми гранями гранично зношених гребнів коліс;
- горизонтальне поперечне зміщення рами візка відносно колісної пари;
- горизонтальне поперечне зміщення котла відносно рами;
- відстань від розглянутого поперечного перетину вагон-цистерни до його направляючого перетину;
- величина додаткового поперечного зміщення в кривих ділянках колії розрахункового радіусу візкового рухомого складу;
- коефіцієнт розмірності, що залежить від величини розрахункового радіусу кривої;
- Величина, на яку допускається вихід рухомого складу, що проектується по габаритам Т, 1 – Т, Тц, Тпр та 1 – ВМ (в верхній частині за окреслення цих габаритів в кривих ділянках колії =250 м ;
- Величина, на яку дозволяється вихід рухомого складу, що проектується по габаритам 0 – ВМ, 02 – ВМ, 03 – ВМ та 1 – ВМ (в нижній частині) за обриси цих габаритів в кривих ділянках колії =250 м
- Додаткові обмеження внутрішніх перетинів рухомого складу, що мають місце лише у значно подовженого рухомого складу, що визначаються з умови вписування в криву радіусу=150 м;
- Додаткові обмеження зовнішніх перетинів рухомого складу, що мають місце лише у значно подовженого рухомого складу, що визначаються з умови вписування в криву радіусу =150 м.
Значення коефіцієнтів , , , , що входять до формул (1.8), (1.9) та (1.10) потрібно приймати згідно табл. ............
